《塑料成型工艺及模具设计课件04.注射模浇注系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塑料成型工艺及模具设计课件04.注射模浇注系统（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、注射模浇注系统注射模浇注系统材料科学与工程学院 材料成形与模具技术国家重点实验室 主讲：崔树标材料科学与工程学院 材料成形与模具技术国家重点实验室 主讲：崔树标HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY内容简介内容简介 型腔数目的确定和排列方式型腔数目的确定和排列方式 分型面的设计分型面的设计分型面的形式分型面的形式分型面的设计原则分型面的设计原则 普通浇注系统的设计普通浇注系统的设计浇注系统的流变学方程浇注系统的流变学方程主流道的设计主流道的设计分流道的设计分流道的设计浇口的设计浇口的设计冷料井和拉料杆的设计冷料井和拉料杆的设计 排气系统的设计排气
2、系统的设计型腔数目的确定型腔数目的确定 确定合理的型腔数目，既保证了产品的质量，又能获得最 佳的生产效率确定合理的型腔数目，既保证了产品的质量，又能获得最 佳的生产效率 按注射机的最大注射量确定型腔的数目按注射机的最大注射量确定型腔的数目k 注射机最大注射量的利用率，一般取注射机最大注射量的利用率，一般取0.8mn 注射机最大注射量，注射机最大注射量，gmj 浇注系统凝料量，浇注系统凝料量，gm 单个塑件的质量，单个塑件的质量，gmmkmnjn型腔数目的确定型腔数目的确定 按注射机的额定锁模力确定型腔的数目按注射机的额定锁模力确定型腔的数目Fn 注射机的额定锁模力，注射机的额定锁模力，Np 塑
3、料熔体在型腔中的成形压力，塑料熔体在型腔中的成形压力，MPaAj 浇注系统在分型面上的投影面积，浇注系统在分型面上的投影面积，mm2A 单个塑件型腔在分型面上的投影面积，单个塑件型腔在分型面上的投影面积，mm2pApAFnjn型腔数目的确定型腔数目的确定 按经济性确定型腔数目，根据总加工费用最小的原则按经济性确定型腔数目，根据总加工费用最小的原则模具费用模具费用成形加工费用成形加工费用型腔数目计算公式型腔数目计算公式N 需要生产塑件的总数需要生产塑件的总数Y 每小时注射成形加工费，元每小时注射成形加工费，元/ht 成形周期，成形周期，minC1 每一型腔的模具费用，元每一型腔的模具费用，元C2
4、 与型腔数无关的费用，元与型腔数无关的费用，元21CnCXmnYtNXj60160CNYtn 型腔数目的确定型腔数目的确定 按塑件的精度要求确定型腔数目，根据经验，每增加一个 型腔，塑件尺寸精度要降低按塑件的精度要求确定型腔数目，根据经验，每增加一个 型腔，塑件尺寸精度要降低4L 塑件典型尺寸，塑件典型尺寸，mmx 塑件尺寸偏差，塑件尺寸偏差，mm 单型腔时塑件的尺寸公差，单型腔时塑件的尺寸公差，mm对于高精度制品，通常最多只能采用一模四腔的模具对于高精度制品，通常最多只能采用一模四腔的模具24250011004 100100 LxLLxn /塑件在模具中的位置塑件在模具中的位置 多型腔的排布
5、要保证塑料熔体能同时均匀地充填每一个型 腔，分为平衡式和非平衡式两种排布方式多型腔的排布要保证塑料熔体能同时均匀地充填每一个型 腔，分为平衡式和非平衡式两种排布方式 平衡式：均匀进料、各型腔同时充满平衡式：均匀进料、各型腔同时充满 非平衡式：流道长度短，节约原材料非平衡式：流道长度短，节约原材料分型面的概念分型面的概念 动、定模部分的接合面称为分型面，用于成形后取出制件动、定模部分的接合面称为分型面，用于成形后取出制件 分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，分型面的类 型，形状及位置与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑 件的脱模和模具的制造工艺等有关分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，分
6、型面的类 型，形状及位置与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑 件的脱模和模具的制造工艺等有关 不仅直接关系到模具结构的复杂程度，也关系到塑件的成 形质量不仅直接关系到模具结构的复杂程度，也关系到塑件的成 形质量分型面的形式分型面的形式 分型面可以是一个，也可以是多个分型面可以是一个，也可以是多个 常见的形式有：平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、 曲面分型面、垂直分型面常见的形式有：平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、 曲面分型面、垂直分型面分型面的常见形式分型面的常见形式水平分型面斜分型面阶梯分型面曲面分型面垂直分型面组合分型面水平分型面斜分型面阶梯分型面曲面分型面垂直分型面组合分型面分型面
7、的设计原则分型面的设计原则 考虑塑件质量考虑塑件质量确保塑件尺寸精度确保塑件尺寸精度确保塑件表面要求确保塑件表面要求 考虑注射机技术规格考虑注射机技术规格考虑锁模力考虑锁模力考虑模板间距考虑模板间距 考虑模具结构考虑模具结构尽量简化脱模部件尽量简化脱模部件尽量方便浇注系统的布置尽量方便浇注系统的布置便于排溢便于排溢便于嵌件安放便于嵌件安放模具总体结构简化模具总体结构简化 考虑模具制造难易性考虑模具制造难易性分型面的设计原则分型面的设计原则 分型面应该选在塑件外形最大轮廓处，否则塑件无法从型 腔中取出，这是最基本的设计原则分型面应该选在塑件外形最大轮廓处，否则塑件无法从型 腔中取出，这是最基本的
8、设计原则 分型面的选择应有利于脱模，尽可能使塑件在开模后停留 在动模一侧分型面的选择应有利于脱模，尽可能使塑件在开模后停留 在动模一侧哪一种设计合理？哪一种设计合理？分型面的设计原则分型面的设计原则 保证塑件的尺寸精度和表面质量保证塑件的尺寸精度和表面质量保证同轴度保证表面质量保证同轴度保证表面质量分型面的设计原则分型面的设计原则 有利于模具的加工有利于模具的加工 投影面积小，降低锁模要求投影面积小，降低锁模要求分型面的设计原则分型面的设计原则 为了使型腔有良好的排气条件，分型面的选择与浇注系统 的设计应同时考虑，分型面尽量设置在塑料融体流动方向 的末端为了使型腔有良好的排气条件，分型面的选择
9、与浇注系统 的设计应同时考虑，分型面尽量设置在塑料融体流动方向 的末端分型面的设计原则分型面的设计原则 避免与开模运动方向垂直的侧向分型和侧向抽芯避免与开模运动方向垂直的侧向分型和侧向抽芯 避免定模侧抽芯，因为这会增加模具结构的复杂性避免定模侧抽芯，因为这会增加模具结构的复杂性分型面的设计原则分型面的设计原则 为简化模具侧向抽芯机构，应将抽芯或分型距离长的摆放 在开模方向上，抽芯或分型距离短的一边作为侧向为简化模具侧向抽芯机构，应将抽芯或分型距离长的摆放 在开模方向上，抽芯或分型距离短的一边作为侧向在保证产品质量和顺利脱模的基础上模具尽可能简单在保证产品质量和顺利脱模的基础上模具尽可能简单浇注
10、系统的流变学方程浇注系统的流变学方程 圆形和矩形通道在管壁处的剪切速率圆形和矩形通道在管壁处的剪切速率 根据切应力的定义，对于圆形和矩形通道，分别有根据切应力的定义，对于圆形和矩形通道，分别有 圆形和矩形通道在管壁处的剪切速率（圆形和矩形通道在管壁处的剪切速率（s-1） R 圆形管半径（圆形管半径（cm） h 矩形管高度（矩形管高度（cm） W 矩形管宽度（矩形管宽度（cm） qv 熔体的体积流量（熔体的体积流量（cm3/s）21ww 、262Whqvw341Rqvw 圆形和矩形管壁处的切应力（圆形和矩形管壁处的切应力（104Pa） L 管的长度（管的长度（cm） p 熔体流经管长为熔体流经管
11、长为L的通道时产生的压力降（的通道时产生的压力降（104Pa）Lphw22 LpRw21 21ww 、浇注系统的流变学方程浇注系统的流变学方程 根据流变方程有根据流变方程有即即由上面两式可知，熔体的体积流量不仅与流 道长度由上面两式可知，熔体的体积流量不仅与流 道长度L、流道截面尺寸或者有关，还与黏 度和压力降有关。这些参量彼此关联，当改 变 其 中 一 个 参 量 时 ， 其 它 参 量 也 随 之 变 化、流道截面尺寸或者有关，还与黏 度和压力降有关。这些参量彼此关联，当改 变 其 中 一 个 参 量 时 ， 其 它 参 量 也 随 之 变 化 0 304 2Rq LpRv pLRqv 0
12、41 8 vq4R 206 2Whq Lphv pLWhqv 031 12 0 p 3Wh流变参量的变化与选择流变参量的变化与选择 浇口截面尺寸浇口截面尺寸设计上多采用小浇口，因为它可增加流速，同时浇口前后两端有 较大的压力差，可降低熔体的表观黏度，使充模更加容易；此外， 小浇口可产生较大的摩擦阻力，一部分摩擦能量转变成热能，使 塑料熔体的温度升高，温度上升也会降低黏度，提高流动性设计上多采用小浇口，因为它可增加流速，同时浇口前后两端有 较大的压力差，可降低熔体的表观黏度，使充模更加容易；此外， 小浇口可产生较大的摩擦阻力，一部分摩擦能量转变成热能，使 塑料熔体的温度升高，温度上升也会降低黏度
13、，提高流动性 浇口长度浇口长度浇口长度缩短，则熔体流经浇口的阻力减小，熔体在浇口中的流 速增大，且有利于保压阶段的补缩浇口长度缩短，则熔体流经浇口的阻力减小，熔体在浇口中的流 速增大，且有利于保压阶段的补缩 剪切速率剪切速率剪切速率的数值越大，对黏度的影响越小，故注射过程的剪切速 率通常较大剪切速率的数值越大，对黏度的影响越小，故注射过程的剪切速 率通常较大 表观黏度的控制表观黏度的控制降低表观黏度有利于塑料熔体的流动降低表观黏度有利于塑料熔体的流动浇注系统的组成浇注系统的组成 浇注系统是指模具中从注射机的喷嘴到型腔入口为止的塑 料熔体的流动通道，一般由以下几个部分组成浇注系统是指模具中从注射
14、机的喷嘴到型腔入口为止的塑 料熔体的流动通道，一般由以下几个部分组成主流道主流道分流道分流道浇口浇口冷料井冷料井设计浇注系统应考虑的问题设计浇注系统应考虑的问题 浇注系统的设计好坏对制品性能、外观和成形难易程度影 响很大，设计时应综合考虑以下几方面内容浇注系统的设计好坏对制品性能、外观和成形难易程度影 响很大，设计时应综合考虑以下几方面内容塑料熔体的流动行为，高分子热塑性塑料熔体属于非牛顿流体， 在流动过程中，其表观黏度随剪切速率、温度和压力的变化而发 生显著的变化塑料熔体的流动行为，高分子热塑性塑料熔体属于非牛顿流体， 在流动过程中，其表观黏度随剪切速率、温度和压力的变化而发 生显著的变化塑
15、料在注射模浇注系统和型腔中的温度、压力及剪切速率是随时 随处变化的，在设计浇注系统时，应综合加以考虑塑料在注射模浇注系统和型腔中的温度、压力及剪切速率是随时 随处变化的，在设计浇注系统时，应综合加以考虑采用普通浇注系统时，制件脱模后还需将浇注系统凝料从制件上 切除，凝料可再加以回收利用。因此，应在不影响制件质量的前 提下尽量减小流道尺寸，以减少流道回料采用普通浇注系统时，制件脱模后还需将浇注系统凝料从制件上 切除，凝料可再加以回收利用。因此，应在不影响制件质量的前 提下尽量减小流道尺寸，以减少流道回料浇注系统可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两大类浇注系统可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两大类浇注系统的设计原则浇注系统的设计原则 保证塑料熔体流动平稳，确保塑料充满整个型腔保证塑料熔体流动平稳，确保塑料充满整个型腔 尽量避免或
